吞噬細(xì)胞限制李斯特菌增殖的新型防御機(jī)制研究.pdf

1、胞內(nèi)菌能在宿主細(xì)胞內(nèi)存活和繁殖，并通過(guò)宿主細(xì)胞的遷移導(dǎo)致胞內(nèi)菌感染的擴(kuò)散。結(jié)核分枝桿菌、傷寒沙門(mén)菌、志賀菌和李斯特菌等均屬于胞內(nèi)菌。這些細(xì)菌對(duì)于人類健康造成很大的危害。每年約有上千萬(wàn)人感染胞內(nèi)菌，其中有超過(guò)兩百萬(wàn)人死于胞內(nèi)菌感染疾病。
　　已有文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)某些胞內(nèi)菌感染時(shí)能夠?qū)е滤拗骷?xì)胞內(nèi)Rab蛋白表達(dá)的變化，Rab蛋白控制著胞內(nèi)吞噬體的成熟過(guò)程。如結(jié)核分枝桿菌感染后細(xì)胞內(nèi)Rab10、Rab20和Rab32均上調(diào)。而且Rab蛋白在

2、自噬體形成過(guò)程中也有重要的調(diào)控作用。目前已證實(shí)Rab32在傷寒沙門(mén)菌和麻風(fēng)分枝桿菌感染中具有重要作用。我們的前期結(jié)果證實(shí)，DC2.4細(xì)胞中Rab32缺失時(shí)，李斯特菌感染后細(xì)胞載菌量較對(duì)照組明顯增加。
　　李斯特菌是一種典型的胞內(nèi)菌，能夠侵入吞噬細(xì)胞和非吞噬細(xì)胞。宿主細(xì)胞能夠識(shí)別病原體，吞噬細(xì)菌形成吞噬體，最后形成吞噬溶酶體降解細(xì)菌。當(dāng)吞噬體內(nèi)pH值下降時(shí)李斯特菌分泌李斯特菌溶血素(listeriolysinO，LLO)，破壞吞噬體

3、膜導(dǎo)致李斯特菌進(jìn)入胞漿，胞漿內(nèi)的李斯特菌和含菌囊泡被分離膜包裹形成自噬體來(lái)降解細(xì)菌。已有文獻(xiàn)報(bào)道李斯特菌分泌的ActA蛋白能幫助細(xì)菌逃避自噬。
　　為了闡明Rab32在樹(shù)突狀細(xì)胞影響李斯特菌感染的作用和機(jī)制，我們構(gòu)建了樹(shù)突狀細(xì)胞條件敲除Rab32基因的小鼠、慢病毒轉(zhuǎn)染Rab32基因或LC3基因的細(xì)胞，以及RNA干擾Atg5基因的細(xì)胞，通過(guò)動(dòng)物和細(xì)胞載菌量實(shí)驗(yàn)，激光共聚焦顯微鏡技術(shù)和高內(nèi)涵圖像分析系統(tǒng)，系統(tǒng)地研究了Rab32在樹(shù)突狀

4、細(xì)胞感染李斯特菌中的作用。本研究的主要內(nèi)容如下:
　　1、通過(guò)基因敲除技術(shù)構(gòu)建樹(shù)突狀細(xì)胞條件敲除Rab32基因的小鼠，我們能夠觀察樹(shù)突狀細(xì)胞中Rab32對(duì)于李斯特菌感染的影響。結(jié)果顯示樹(shù)突狀細(xì)胞條件敲除Rab32基因小鼠生長(zhǎng)發(fā)育未見(jiàn)異常。而且流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果表明小鼠脾臟和外周淋巴結(jié)中樹(shù)突狀細(xì)胞的數(shù)量和表型未有明顯變化。通過(guò)尾靜脈注射制備李斯特菌系統(tǒng)感染模型，我們能夠觀察樹(shù)突狀細(xì)胞中Rab32對(duì)于李斯特菌增殖的影響。組織載菌量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

5、李斯特菌感染3天后，樹(shù)突狀細(xì)胞條件敲除Rab32基因小鼠脾臟和肝臟組織細(xì)菌增殖明顯上升。實(shí)驗(yàn)證實(shí)Rab32影響了李斯特菌在小鼠組織中的增殖。
　　2、通過(guò)體外誘導(dǎo)培養(yǎng)骨髓來(lái)源的樹(shù)突狀細(xì)胞(Bone marrow derived dendriticcells，BMDCs)進(jìn)行細(xì)胞載菌量實(shí)驗(yàn)，我們能夠明確Rab32對(duì)于李斯特菌在樹(shù)突狀細(xì)胞中增殖的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)李斯特菌感染后，Rab32缺失BMDC載菌量明顯上升，以5h時(shí)為甚。為了明確

6、樹(shù)突狀細(xì)胞內(nèi)Rab32與李斯特菌的相互作用，我們構(gòu)建了EYFP-Rab32過(guò)表達(dá)的DC2.4細(xì)胞，通過(guò)高內(nèi)涵圖像分析系統(tǒng)分析RFP表達(dá)李斯特菌感染的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)Rab32囊泡能夠包裹細(xì)菌，且李斯特菌逃逸后Rab32仍能包裹細(xì)菌。接著，通過(guò)體外誘導(dǎo)培養(yǎng)骨髓來(lái)源的巨噬細(xì)胞(Bone marrow derived macrophages，BMDMs)和腹膜巨噬細(xì)胞(peritoneal macrophages)的細(xì)胞載菌量實(shí)驗(yàn)，以及過(guò)表達(dá)EYF

7、P-Rab32的RAW264.7細(xì)胞的影像學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們進(jìn)一步明確Rab32抗菌作用在吞噬細(xì)胞中普遍存在。
　　3、為了研究Rab32囊泡在李斯特菌感染的哪些階段發(fā)揮作用，我們利用△hly李斯特菌不能從吞噬體中逃逸的特性和△actA李斯特菌不能遷移的特性，通過(guò)BMDC細(xì)胞載菌量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Rab32缺失導(dǎo)致兩種細(xì)菌增殖明顯上升，Rab32在李斯特菌感染的多個(gè)階段發(fā)揮抑菌作用。為了直觀地監(jiān)測(cè)Rab32囊泡在李斯特菌感染過(guò)程中的作用，我們采

8、用激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行熒光實(shí)時(shí)影像觀察，發(fā)現(xiàn)無(wú)論細(xì)菌是否逃逸，Rab32囊泡均能包裹細(xì)菌，且Rab32囊泡內(nèi)的細(xì)菌不能增殖。為了了解Rab32囊泡與自噬之間的關(guān)系，我們采用RNA干擾Atg5基因和高內(nèi)涵圖像分析技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Atg5缺失細(xì)胞內(nèi)Rab32囊泡數(shù)量并未發(fā)生明顯變化。為了進(jìn)一步了解自噬對(duì)于Rab32囊泡功能的影響，我們進(jìn)行了細(xì)胞載菌量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示干擾Atg5基因后，Rab32缺失BMDC中李斯特菌增殖明顯更多。高內(nèi)涵

9、圖像分析結(jié)果顯示雖然Rab32囊泡與LC3存在共定位，但數(shù)量很少;而且Rab32與LC3雙陽(yáng)性囊泡的變化趨勢(shì)與Rab32囊泡不同，感染2h的細(xì)胞內(nèi)Rab32囊泡最少，而雙陽(yáng)性囊泡最多。結(jié)果表明Rab32囊泡并不完全依賴于自噬發(fā)揮作用。
　　本研究首次發(fā)現(xiàn)了Rab32具有限制李斯特菌增殖的作用，且Rab32作用并不僅僅存在于樹(shù)突狀細(xì)胞，而是吞噬細(xì)胞中普遍存在的機(jī)制。Rab32在李斯特菌感染的多個(gè)階段，甚至在李斯特菌逃逸后仍能發(fā)揮抑菌